掘進工作面過構造帶支護強度優化設計與應用

＊宋煒峰

（山西潞安化工集團蒲縣常興煤業有限公司 山西 041207）

在礦井開采過程中，當采場巷道前存在著斷層、褶曲、陷落柱等隱藏的地質構造時，會造成采場頂的擠壓和破裂，如果支護不及時，或是錨索、錨桿等支護的力量不足以緩解頂板的壓力，將會造成支護失效、頂板冒落、片幫等災害，造成人員傷亡和設備損壞，給采場區的安全帶來很大的隱患[1]。為此，如何及早對其形成部位進行預應力處理，并利用較高的補強方法，保證其在開采過程中的安全性，已成為礦井迫切需要解決的技術難題。

1.工程概況

(1)工作面概況

山西某煤礦12000采區主要開采20#煤層，煤層傾角10°～15°，平均厚度3.2m，主要開采方式為：沿傾角方向設計井段960m，切眼沿傾角方向設置，預測井段可采儲量62.6萬噸。主要開采煤層是不容易發生自燃的煤層，沒有發生爆炸的危險。回風巷開挖過程中，發現了5個斷裂，3個是正向斷裂，2個是逆向斷裂，落差從0.7～1.6m不等。在靠近斷層暴露區以前，受構造應力場的作用，煤巷頂板破斷，巷道出現嚴重變形。表1為該工作面回風巷斷層情況表。

表1 12000工作面回風巷實揭斷層產狀參數

(2)存在問題

盡管目前已進行了多種優化，支護強度也有了很大的提高，但是，當遇到復雜的頂板巖體和地質構造時，如何實現有效地支護仍然面臨著較多困難。由于巖層的破裂，也常常會引起錨桿的脫落、扭轉等失效[2]。這些問題集中體現在以下幾個方面：

①在進行螺紋鋼錨桿的選擇時，應重視檢查錨桿質量情況，如果錨桿末端的螺紋存在劃扣，短缺沒有達到錨桿的要求，如錨桿兩端的鋼絲間距不一致，絲扣截深度不足，螺帽與螺桿之間的摩擦力降低，可引發鐵絲網出現彎曲斷裂問題。……